(三)解答題
13、要使不等式
≤
對(duì)所有正數(shù)x,y都成立,試問k的最小值是多少?
14、解關(guān)于x的不等式![]()
15、已知a≠0,求證:
≥![]()
16、已知不等式
對(duì)n∈N+都成立,試求實(shí)數(shù)a的取值范圍。
17、若a是正實(shí)數(shù),2a2+3b2=10,求
的最值。
18、商店經(jīng)銷某商品,年銷售量為D件,每件商品庫存費(fèi)用為I元,每批進(jìn)貨量為Q件,每次進(jìn)貨所需費(fèi)用為S元,現(xiàn)假定商店在賣完該貨物時(shí)立即進(jìn)貨,使庫存量平均為
件,問每批進(jìn)貨量Q為多大時(shí),整個(gè)費(fèi)用最?
(二)填空題
9、設(shè)a>0,b>0,a,b是常數(shù),則當(dāng)x>0時(shí),函數(shù)f(x)=
的最小值是______。
10、周長為
的直角三角形面積的最大值為__________。
11、記S=
,則S與1的大小關(guān)系是__________。
12、不等式|x2-2x+3|<|3x-1|的解集為__________。
(一)選擇題
1、“a>0且b>0”是“
≥
”的
A、充分而非必要條件 B、必要而非充要條件
C、充要條件 D、既非充分又非必要條件
2、設(shè)a<0,則關(guān)于x的不等式42x2+ax-a2<0的解集為
A、(
) B、(
) C、(
) D、φ
3、若0<a<b且a+b=1,則四個(gè)數(shù)
,b,2ab,a2+b2中最大的是
A、
B、b
C、2ab
D、a2+b2
4、已知x>0,f(x)=
,則
A、f(x)≤2 B、f(x)≥10 C、f(x)≥6 D、f(x)≤3
5、已知
,
(a>2),則
A、 p>q B、p<q C、p≥q D、p≤q
6、若|a-c|<h, |b-c|<h,則下列不等式一定成立的是
A、 |a-b|<2h B、|a-b|>2h C、|a-b|<h D、|a-b|>h
7、關(guān)于x的方程9x+(a+4)·3x+4=0有解,則實(shí)數(shù)a的取值范圍是
A、 (-∞,-8]∪[0,+∞) B、(-∞,-4)
B、 [-8,4) D、(-∞,-8]
8、若a>0,b>0,且2a+b=1,則S=2
-4a2-b2的最大值是
A、
B、
C、
D、![]()
例1、 已知f(x)=ax2-c,-4≤f(1)≤-1,-1≤f(2)≤5,試求f(3)的取值范圍。
分析:
從條件和結(jié)論相互化歸的角度看,用f(1),f(2)的線性組合來表示f(3),再利用不等式的性質(zhì)求解。
設(shè)f(3)=mf(1)+nf(2)
∴ 9a-c=m(a-c)+n(4a-c)
∴ 9a-c=(m+4n)a-(m+n)c
∴ ![]()
∴ ![]()
∴ f(3)=![]()
∵ -4≤f(1)≤-1,-1≤f(2)≤5
∴
≤
≤
,
≤
≤![]()
∴ -1≤f(3)≤20
說明:
1、本題也可以先用f(1),f(2)表示a,c,即a=
[f(2)-f(1)],c=
[f(2)-4f(1)],然后代入f(3),達(dá)到用f(1),f(2)表示f(3)的目的。
2、本題典型錯(cuò)誤是從-4≤a-c≤-1,-1≤4a-c≤5中解出a,c的范圍,然后再用不等式的運(yùn)算性質(zhì)求f(3)=9a-c的范圍。錯(cuò)誤的原因是多次運(yùn)用不等式的運(yùn)算性質(zhì)時(shí),不等式之間出現(xiàn)了不等價(jià)變形。
2、本題還可用線性規(guī)劃知識(shí)求解。
例2、 設(shè)a>0,b>0,求證:
≥
。
分析:
法一:比差法,當(dāng)不等式是代數(shù)不等式時(shí),常用比差法,比差法的三步驟即為函數(shù)單調(diào)性證明的步驟。
左-右=![]()
≥0
∴ 左≥右
法二:基本不等式
根據(jù)不等號(hào)的方向應(yīng)自左向右進(jìn)行縮小,為了出現(xiàn)右邊的整式形式,用配方的技巧。
∵
≥![]()
≥![]()
∴ 兩式相加得:
≥![]()
例3、 設(shè)實(shí)數(shù)x,y滿足y+x2=0,0<a<1,求證:
≤
。
分析:
∵
≥
,
≤
,0<a<1
∴
≥![]()
∴
≥![]()
∴
≤![]()
說明:本題在放縮過程中,利用了函數(shù)的單調(diào)性,函數(shù)知識(shí)與不等式是緊密相連的。
例4、已知a,b為正常數(shù),x,y為正實(shí)數(shù),且
,求x+y的最小值。
分析:
法一:直接利用基本不等式:
≥
當(dāng)且僅當(dāng)
,即
時(shí)等號(hào)成立
說明:為了使得等號(hào)成立,本題利用了“1”的逆代換。
法二:消元為一元函數(shù)
途徑一:由
得![]()
∴ ![]()
∵ x>0,y>0,a>0
∴ 由
>0得y-b>0
∴ x+y≥![]()
當(dāng)且僅當(dāng)
,即
時(shí),等號(hào)成立
途徑二:令
,
,
∈(0,
)
∴
,![]()
∴ x+y=
≥![]()
當(dāng)且僅當(dāng)
時(shí),等號(hào)成立
說明:本題從代數(shù)消元或三角換元兩種途徑起到了消元作用。
例5、已知f(x)=-3x2+a(6-a)x+b
(1)解關(guān)于a的不等式f(1)>0;
(2)當(dāng)不等式f(x)>0的解集為(-1,3)時(shí),求實(shí)數(shù)a,b的值。
分析:
(1)f(1)=-3+a(6-a)+b=-a2+6a+b-3
∵ f(1)>0
∴ a2-6a+3-b<0
△=24+4b
當(dāng)b≤-6時(shí),△≤0
∴ f(1)>0的解集為φ;
當(dāng)b>-6時(shí),![]()
∴ f(1)>0的解集為![]()
(2)∵ 不等式-3x2+a(6-a)x+b>0的解集為(-1,3)
∴ f(x)>0與不等式(x+1)(x-3)<0同解
∵ 3x2-a(6-a)x-b<0解集為(-1,3)
∴ ![]()
解之得![]()
例6、設(shè)a,b∈R,關(guān)于x方程x2+ax+b=0的實(shí)根為α,β,若|a|+|b|<1,求證:
|α|<1,|β|<1。
解題思路分析:
在不等式、方程、函數(shù)的綜合題中,通常以函數(shù)為中心。
法一:令f(x)=x2+ax+b
則 f(1)=1+a+b>1-(|a|+|b|)>1-1=0
f(-1)=1-a+b>1-(|a|+|b|)>0
又∵ 0<|a|≤|a|+|b|<1
∴ -1<a<1
∴ ![]()
∴ f(x)=0的兩根在(-1,1)內(nèi),即|α|<1,|β|<1
法二:∵α+β=-a,αβ=b
∴ |α+β|+|αβ|=|α|+|β|<1
∴ |α|-|β|+|α||β|<|α+β|+|αβ|<1
∴(|α|-1)(|β|+1)<0
∵ |β|+1>0
∴ |α|<1
同理:|β|<1
說明:對(duì)絕對(duì)值不等式的處理技巧是適度放縮,如|a|-|b|≤|a+b|及|b|-|a|≤|a±b|的選擇等。
例7、某人乘坐出租車從A地到乙地,有兩種方案:第一種方案,乘起步價(jià)為10元,每km價(jià)1.2元的出租車;第二種方案,乘起步價(jià)為8元,每km價(jià)1.4元的出租車,按出租車管理?xiàng)l例,在起步價(jià)內(nèi),不同型號(hào)的出租車行駛的里路是相等的,則此人從A地到B地選擇哪一種方案比較適合?
分析:
設(shè)A地到B地距離為mkm,起步價(jià)內(nèi)行駛的路為akm
顯然,當(dāng)m≤a時(shí),選起步價(jià)為8元的出租車比較合適
當(dāng)m>a時(shí),設(shè)m=a+x(x>0),乘坐起步價(jià)為10元的出租車費(fèi)用為P(x)元,乘坐起步價(jià)為8元的出租車費(fèi)用為Q(x)元,則P(x)=10+1.2x,Q(x)=8+1.4x
∵ P(x)-Q(x)=2-0.2x=0.2(10-x)
∴ 當(dāng)x>0時(shí),P(x)<Q(x),此時(shí)起步價(jià)為10元的出租車比較合適
當(dāng)x<10時(shí),P(x)>Q(x),此時(shí)選起步價(jià)為8元的出租車比較合適
當(dāng)x=10時(shí),此時(shí)兩種出租車任選
同步練習(xí)
5、不等式的應(yīng)用相當(dāng)廣泛,如求函數(shù)的定義域,值域,研究函數(shù)單調(diào)性等。在解決問題過程中,應(yīng)當(dāng)善于發(fā)現(xiàn)具體問題背景下的不等式模型。
用基本不等式求分式函數(shù)及多元函數(shù)最值是求函數(shù)最值的初等數(shù)學(xué)方法之一。
研究不等式結(jié)合函數(shù)思想,數(shù)形結(jié)合思想,等價(jià)變換思想等。
4、 不等式的解法:
解不等式是尋找使不等式成立的充要條件,因此在解不等式過程中應(yīng)使每一步的變形都要恒等。
一元二次不等式(組)是解不等式的基礎(chǔ),一元二次不等式是解不等式的基本題型。利用序軸標(biāo)根法可以解分式及高次不等式。
含參數(shù)的不等式應(yīng)適當(dāng)分類討論。
3、不等式的證明:
(1)不等式證明的常用方法:比較法,公式法,分析法,反證法,換元法,放縮法;
(2)在不等式證明過程中,應(yīng)注重與不等式的運(yùn)算性質(zhì)聯(lián)合使用;
(3)證明不等式的過程中,放大或縮小應(yīng)適度。
2、均值不等式;利用完全平方式的性質(zhì),可得a2+b2≥2ab(a,b∈R),該不等式可推廣為a2+b2≥2|ab|;或變形為|ab|≤
;
當(dāng)a,b≥0時(shí),a+b≥
或ab≤
.
在具體條件下選擇適當(dāng)?shù)男问健?/p>
1、不等式的性質(zhì)是證明不等式和解不等式的基礎(chǔ)。不等式的基本性質(zhì)有:
(1)對(duì)稱性或反身性:a>b
b<a;
(2)傳遞性:若a>b,b>c,則a>c;
(3)可加性:a>b
a+c>b+c,此法則又稱為移項(xiàng)法則;
(4)可乘性:a>b,當(dāng)c>0時(shí),ac>bc;當(dāng)c<0時(shí),ac<bc。
不等式運(yùn)算性質(zhì):
(1)同向相加:若a>b,c>d,則a+c>b+d;
(2)正數(shù)同向相乘:若a>b>0,c>d>0,則ac>bd。
特例:(3)乘方法則:若a>b>0,n∈N+,則
;
(4)開方法則:若a>b>0,n∈N+,則
;
(5)倒數(shù)法則:若ab>0,a>b,則
。
掌握不等式的性質(zhì),應(yīng)注意:
(1)條件與結(jié)論間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,如是“
”符號(hào)還是“
”符號(hào);
(2)不等式性質(zhì)的重點(diǎn)是不等號(hào)方向,條件與不等號(hào)方向是緊密相連的。
4、不等式的應(yīng)用。
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